鳀魚的酶解加工利用

康從民，王新宇，呂英波

(1.青島科技大學化工學院，山東 青島 266042；2.山東建筑大學機電工程學院，山東 濟南 250101)

鳀魚是鳀屬(Engraulis)魚類的統(tǒng)稱，是一種集群性強、晝夜垂直移動明顯的中、上層小型魚類，也是世界上單一漁業(yè)品種產(chǎn)量最高的魚種，主要分布于南北半球的溫帶水域，我國的黃海和東海海域含有豐富的鳀魚資源。鳀魚富含蛋白質(zhì)，但因其肌肉組織脆弱，離水后極易受損腐爛，鮮銷困難，俗稱“爛船丁”。20世紀80年代以前，鳀魚資源一直未被大規(guī)模地開發(fā)利用，僅僅用作田間肥料或初步加工曬制成咸干食品，其利用價值相對較低。近30年來，魚粉加工業(yè)快速發(fā)展，有力地刺激了鳀魚資源的開發(fā)。目前，鳀魚資源已進入充分利用階段，捕撈強度已達到過飽和程度，但山東、浙江等鳀魚捕獲加工大省對鳀魚的利用主要仍是加工成普通魚粉作為魚禽飼料。研究發(fā)現(xiàn)，鳀魚制品的營養(yǎng)價值較高，可以作為功能食品甚至藥品，隨著人們對健康食品的關(guān)注，鳀魚的精深加工利用逐漸引起人們的重視，其中利用酶水解加工所得的鳀魚制品各方面性能都較為優(yōu)越。作者在此重點介紹酶解法在鳀魚加工利用中的應(yīng)用。

1 鳀魚制品簡介

鳀魚生物制品是以鳀魚為原料，經(jīng)過特殊生物發(fā)酵而產(chǎn)生的生物制品。其氨基酸、維生素(A、D、E、B1、B2、B6)及微量元素(鐵、鋅、鈣、鉀、鈉、硒、碘、磷)的含量較高，尤其是其中含有珍貴的?；撬帷?/p>

鳀魚富含蛋白質(zhì)及脂肪，營養(yǎng)價值非常高，是制造魚油及其它制品的優(yōu)良原料，應(yīng)用前景十分廣闊。鳀魚資源的開發(fā)研究已做了許多工作，除了將鳀魚進行蒸煮、壓榨制成優(yōu)質(zhì)的魚粉外，其進一步精煉可以制成保健魚油、飼料魚油。鳀魚提油后的原魚漿，蛋白質(zhì)含量高、成分全面，肉質(zhì)細膩嫩滑，骨刺少而軟，可制成各種營養(yǎng)豐富的食品，如魚醬、仿真蝦、貝、蟹等制品。張晉陸等[1]從鳀魚中提取了高質(zhì)量的EPA、DHA魚油，同時將提取魚油后的魚漿加工成速凍仿真蝦、蟹等水產(chǎn)品。

1.1 鳀魚魚醬油

較早開發(fā)的鳀魚調(diào)味品是發(fā)酵生產(chǎn)魚醬油[2]。魚醬油是一種風味獨特的調(diào)味品，傳統(tǒng)生產(chǎn)方法以魚、蝦等為原料，利用魚體所含的蛋白酶及其它酶，在多種微生物共同參與下，對原料魚中的蛋白質(zhì)、脂肪等成分進行發(fā)酵分解、釀制而成，其中鳀魚體內(nèi)重要的組織蛋白酶L對水解至關(guān)重要。

1.2 鳀魚水解蛋白

王長云等[3]利用枯草桿菌中性蛋白酶制備了鳀魚蛋白水解物，經(jīng)噴霧干燥后獲得了含蛋白質(zhì)88.26%的水解物制品。劉洋等[4]研究了鳀魚蛋白水解物對動物的促生長效果，發(fā)現(xiàn)其飼料效率(FE)、蛋白質(zhì)效率(PER)、凈蛋白效率(NPR)均與乳粉蛋白相近。朱碧英和毋瑾超[5～8]用胃蛋白酶和胰蛋白酶水解鳀魚并制備了可溶性肽類水解物，經(jīng)分析，產(chǎn)品由1.74%的52～58個氨基酸殘基的長鏈肽、29.75%的20～41個氨基酸殘基的中長肽和50%的2～10個氨基酸殘基的寡肽組成，還探討了復合酶制備的鳀魚水解產(chǎn)物的氨基酸組成以及相對分子質(zhì)量分布情況，不僅解決了水解產(chǎn)物的苦味問題，而且成功開發(fā)出鳀魚可溶性蛋白和魚油。

2 酶解鳀魚的研究狀況

當前對酶解鳀魚的研究主要集中在兩個方面：(1)酶解條件及其產(chǎn)物的功能特性；(2)營養(yǎng)價值及生理活性。

2.1 酶解條件及其產(chǎn)物功能特性的研究

研究人員[9～13]利用工業(yè)化商品蛋白酶對海洋蛋白質(zhì)資源的水解工藝條件及其產(chǎn)物的功能特性進行了大量的研究，結(jié)果表明，利用酶解方法降解蛋白質(zhì)制備各類活性肽是行之有效的方法。

朱碧英等[5～8，14]用胃蛋白酶、胰蛋白酶水解鳀魚蛋白制備可溶性肽類水解物，水解產(chǎn)物中肽類相對分子量在7400 Da以下，其中相對分子量6600～7400 Da的占1.74%；相對分子量2500～5300 Da的占29.75%；相對分子量在1000 Da以下的占50%。朱碧英等[15]還用高效液相色譜分析了胃蛋白酶、胰蛋白酶復合水解產(chǎn)物的分子組成，發(fā)現(xiàn)其肽類物質(zhì)占96%，游離氨基酸只占4%，而且分子量1000 Da以下的2～8個氨基酸殘基的寡肽占54%，證明用胃蛋白酶、胰蛋白酶復合水解可獲得低苦味的寡肽產(chǎn)物。

桿菌類蛋白酶是一種非專一性蛋白水解酶[16]，其水解產(chǎn)物中疏水性氨基酸不一定位于肽鏈末端，獲得的苦味肽含量較高，使枯草桿菌蛋白酶水解產(chǎn)物苦味較強。如延長水解時間，水解產(chǎn)物則以游離氨基酸為主。汪少蕓等[17]對復合風味蛋白酶與市售堿性蛋白酶、1398中性蛋白酶進行比較，優(yōu)選出工藝用酶，并進一步探討酶用量、酶解pH值、酶解溫度和酶解時間對水解度的影響，確定最佳工藝條件。結(jié)果表明，復合風味蛋白酶的水解能力遠遠大于1398中性蛋白酶和堿性蛋白酶。感官評定結(jié)果顯示，復合風味蛋白酶的水解產(chǎn)物無明顯苦味，而隨著酶解時間的延長和水解率的提高，其它兩種酶水解產(chǎn)物苦味不同程度地增強。因此，確定復合風味蛋白酶為最佳工藝用酶。

陳彥等[18]研究了相關(guān)因素對各種酶水解的影響，木瓜蛋白酶、中性蛋白酶分別在酶濃度為0.3%、0.7%以及pH值為6.5、溫度為55℃、水解時間為4 h的條件下達到最佳的適度水解效果；胰蛋白酶單酶水解的最佳條件為：酶濃度0.7%、pH值7.5、溫度45℃、水解時間3 h。

此外，Siringan等[19]對鳀魚體內(nèi)胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的水解作用進行了比較研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鳀魚自身的這兩種酶水解蛋白活性很高。鑒于其優(yōu)良的理化性質(zhì)，人們對這兩種酶進行進一步比較發(fā)現(xiàn)，從分子量、水解氨基酸組成以及水解肽活性方面分析，胰凝乳蛋白酶的性質(zhì)更穩(wěn)定、活性更高。

2.2 營養(yǎng)價值及生理活性研究

目前國內(nèi)外對魚類資源的加工利用研究已突破開發(fā)為食品的范圍，研究熱點轉(zhuǎn)向這些加工產(chǎn)品對生物體的調(diào)節(jié)、保健作用。鳀魚油中含有大量的二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸，食用后可有效降低血清膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白的含量，對預防腫瘤及高血壓等心血管疾病效果顯著。

Shukla等[20]研究了魚蛋白對膽固醇和三酰基甘油代謝的影響，發(fā)現(xiàn)魚蛋白對動物血漿和肝脂質(zhì)有多方面的影響，至少肝臟中參與脂質(zhì)內(nèi)穩(wěn)態(tài)平衡的基因表達的改變參與了這種影響。

近幾年國內(nèi)也開始注重對魚類生物制品的保健功能研究。張永奎等[21，22]分別對鳀魚醬油的降血糖作用進行了模型動物實驗和臨床研究，發(fā)現(xiàn)服用鳀魚醬油一個月后，空腹血糖明顯下降，服用前后，血壓、肝功能等各項指標無明顯變化，也無明顯的不良反應(yīng)。洪詠平等[23]、Hoyle[24]以鳀魚發(fā)酵制品飼喂高血脂大鼠，考察鳀魚發(fā)酵制品對高血脂大鼠血脂水平的影響，結(jié)果表明，鳀魚發(fā)酵制品可顯著降低大鼠血清中膽固醇、甘油三酯水平，提高血清中高密度脂蛋白膽固醇的含量，對高血脂大鼠具有明顯的血脂調(diào)節(jié)作用。

鳀魚酶解物含有20種氨基酸，其中必需氨基酸含量豐富，占總氨基酸的38%；此外還含有較多的賴氨酸(Lys)和一定量的?；撬?Tau)。肽譜分析表明，鳀魚酶解物中含有多肽混合物，其中96.11%多肽的相對分子質(zhì)量在6900～4600 Da之間，小于2200 Da的小肽分子占31.9%。大量研究表明，小腸粘膜細胞能直接吸收2～10個氨基酸的小肽進入動物體內(nèi)，參與機體代謝循環(huán)，促進體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。小肽(2～9肽)類在人體代謝中具有重要的生理功能，如酪蛋白磷酸具有在動物體內(nèi)促進鈣質(zhì)吸收、大豆肽具有明顯降血脂作用、沙丁魚蛋白酶解肽有降血壓的能力[25，26]。許多具有免疫活性、抗高血壓和促進生長功能的寡肽，多源于食物蛋白質(zhì)經(jīng)特定蛋白酶水解獲得，食用后可避免腸道酶的水解消化，進入小腸吸收。鳀魚酶解物中8肽以下的短肽占50%以上，動物實驗證明其降低高脂大鼠血清TG和TC作用顯著[27]。但對其降血脂機制和途徑仍不清楚，有待進一步研究。

鳀魚酶解物中另有較高含量的牛磺酸(Tau)，體現(xiàn)出海洋生物的特色。據(jù)文獻報道[28，29]，牛磺酸具有廣泛的藥理作用，如抗菌解毒、強心降壓、保肝利膽等，長期食用能起到預防和治療感冒、扁桃體炎、糖尿病和支氣管炎等作用；因此酶解產(chǎn)物不僅能用作蛋白質(zhì)補劑以平衡人體營養(yǎng)，甚至可用作功能食品，起著預防和輔助治療的作用。

3 應(yīng)用前景及展望

海洋蛋白質(zhì)資源的品質(zhì)極高，所含氨基酸比值與人體肌肉成分極為接近，吸收利用率高，向海洋索取食物、功能蛋白和特殊活性物質(zhì)已成為世界各沿海國家海洋開發(fā)的一項重要內(nèi)容。

在國內(nèi)，對鳀魚資源的深度利用逐漸成為焦點，一些學者對國內(nèi)鳀魚資源的分布進行了統(tǒng)計，并就如何合理利用鳀魚資源提出了不少合理化建議[30]。在國外，鳀魚分布相對較少，研究主要集中在鳀魚資源的統(tǒng)計分析與保護，并對鳀魚的加工特性進行可行性分析，但對鳀魚的深度開發(fā)研究較少。

隨著高脂血癥病人的不斷增加，以及人們對其危害性認識的提高，對具有輔助降血脂功能食品的需求不斷擴大。鳀魚發(fā)酵液含有豐富的?；撬?、多不飽和脂肪酸等具有輔助降血脂功能的活性物質(zhì)，分析鳀魚發(fā)酵液中具有輔助降血脂活性物質(zhì)的含量，評價鳀魚發(fā)酵液輔助降血脂效果，將為鳀魚發(fā)酵液輔助降血脂功能食品的開發(fā)提供理論依據(jù)及應(yīng)用前景。

鳀魚短肽類可溶性蛋白質(zhì)產(chǎn)品中的必需氨基酸含量高，比例平衡。同時，由于其平均相對分子質(zhì)量低，易于消化吸收，有利于機體的代謝及生長，因而非常適合老人和小孩食用，可開發(fā)為嬰兒代乳粉或食品營養(yǎng)添加劑，還可以制成各類保健口服液，是一種新穎的食品營養(yǎng)強化劑。經(jīng)氣相色譜分析，通過特殊工藝精制后鳀魚魚油的不飽和度高達72%，其中EPA、DHA總含量達29.197%，特別是具有抑制血小板聚集、降低血脂、防治心血管病的EPA的含量高達16.198%，與市售的美國阿拉斯加深海魚油含量接近，在醫(yī)藥等領(lǐng)域有廣闊的開發(fā)前景[31～33]。

對海產(chǎn)低值魚類及魚加工下腳蛋白料進行適度、合理的水解處理，可獲得更具營養(yǎng)價值和利用價值的水解液，有利于魚蛋白新產(chǎn)品的制備。但如何通過恰當和有效的水解工藝去獲得利用價值高、后續(xù)處理簡單的水解液，還有待進一步的深入研究。提高資源的精深加工程度、實現(xiàn)產(chǎn)品的高值化是未來海洋蛋白資源也是鳀魚資源利用研究發(fā)展的必然趨勢。

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